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CPO共封裝光學(xué)與光模塊技術(shù)全解|廣西科毅光通信賦能高速光互連

2025-07-03



一、什么是光模塊

通常指的是具有光電信號(hào)轉(zhuǎn)換以及電光信號(hào)轉(zhuǎn)換的標(biāo)準(zhǔn)化模塊,英文Optical Module,或者是Optical Transceiver Module。 

收發(fā)器Transceiver,Transmitter 與Receiver,有時(shí)候也簡(jiǎn)稱TRx,這個(gè)詞也經(jīng)常用來表述為光模塊。 



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光模塊是一個(gè)大類,在咱們行業(yè)有著三十年的歷史,也形成了各種各樣的標(biāo)準(zhǔn),標(biāo)準(zhǔn)用來確定光學(xué)接口外型,電學(xué)接口外型,以及光學(xué)技術(shù)指標(biāo),電學(xué)技術(shù)指標(biāo)等。 

這個(gè)光模塊的標(biāo)準(zhǔn),更是以最常見的“金手指”熱插拔光學(xué)接口居多。


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二、什么是CPO? 

Co-packaged Optical,共封裝光學(xué),這本質(zhì)上是一種封裝工藝的描述,在產(chǎn)業(yè)里特指光電轉(zhuǎn)換功能模塊與系統(tǒng)主芯片的一體式封裝。


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CPO也是有標(biāo)準(zhǔn)的,看一段描述,如果只說CPO,那么指的就是采用了CPO光學(xué)模塊與主芯片合封后的“系統(tǒng)”。 

如果是CPO Transceiver moudule的話,就是指光模塊中一類特殊的產(chǎn)品,用于CPO系統(tǒng)的光模塊。 


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用于CPO系統(tǒng)的光模塊,與我們常見的光模塊不同。 

 產(chǎn)業(yè)用的最多的光模塊,距離主系統(tǒng)芯片比較遠(yuǎn),芯片chip到模塊Module之間的電信號(hào)損耗隨著頻率的升高而不斷增大,C2M損耗越來越大,大到我們需要DSP等復(fù)雜的數(shù)字芯片去處理射頻信號(hào)的劣化。


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如果把光模塊與主芯片封裝在一起,就大幅度減小射頻損耗,但ASIC芯片周邊面積有限,布局不了傳統(tǒng)光模塊。 

ASIC叫專用集成芯片,比如switch交換芯片,比如GPU算力芯片等等,都可以稱之為某類ASIC。


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CPO共封裝,降低射頻損耗,又無(wú)法使用傳統(tǒng)的光模塊,產(chǎn)業(yè)就定義一類用于CPO系統(tǒng)的小型化高集成度的光模塊外型結(jié)構(gòu),叫做CPO光模塊。

CPO,是指共封裝系統(tǒng)。

CPO光模塊,是光模塊大類中的用于CPO系統(tǒng)的一小類光模塊。


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這就是CPO,光模塊以及CPO光模塊的區(qū)別。


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繼續(xù)拆解,在提到CPO時(shí),還經(jīng)常有用到一個(gè)詞,光引擎。 

光引擎是指具備了主要光收發(fā)功能的半成品。把光引擎、光源、軟件、外殼都組裝好后就是一個(gè)完整的符合標(biāo)準(zhǔn)的光模塊了。 

這是光引擎與光模塊的區(qū)別。



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三、CPO與硅光的區(qū)別

硅光是一種技術(shù),可以用于普通常見的光模塊,也可以用于小型化的CPO光模塊。 

普通光模塊內(nèi)部空間較大,可以選擇硅光技術(shù),也可以選擇非硅光方案如EML、VCSEL等其他技術(shù)路線。 

但CPO光模塊空間有限,需要小型化與高集成度芯片才能將光學(xué)收發(fā)器布局在ASIC芯片周邊,這就導(dǎo)致CPO光模塊絕大部分廠家選擇硅光集成路線,也有一小部分廠家認(rèn)為基于VCSEL的多模光通信也可以用來做CPO光模塊。 

CPO光模塊基于硅光集成技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)發(fā)布,英偉達(dá)等廠家也宣布此類路線的產(chǎn)品路線圖。采用VCSEL的多模CPO光模塊仍處于產(chǎn)業(yè)研究與探索過程中。 

CPO光模塊除了常用硅光集成技術(shù)的光引擎,對(duì)光源也分了內(nèi)置方案與外置方案,產(chǎn)業(yè)選擇外置ELSFP方案的比例更大一些。 

 


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